[发明专利]浮石混凝土冻胀应力测试装置及方法、试件及制作方法

说明书

本发明公开一种浮石混凝土冻胀应力测试用试件，包括基体部、辅助杆、应变片、保护套，应变片设置于辅助杆上，保护套套装于辅助杆的外部并覆盖应变片，基体部环绕辅助杆和保护套设置，应变片连接有导线，导线远离应变片的一端由基体部中引出。本发明还提供一种浮石混凝土冻胀应力测试用试件的制作方法。本发明提供了一种浮石混凝土冻胀应力测试方法，包括制作试件，对试件进行饱水处理，采集试件内部的冻胀应变。本发明同时提供了一种浮石混凝土冻胀应力测试装置，用于对浮石混凝土冻胀应力进行测试。本发明操作简单便捷，能够直接测得浮石混凝土的冻胀应变，不需要再套入模型进行冻胀应力的推导，数据较为直接准确。

技术领域

本发明涉及冻土区低温条件下浮石混凝土测试技术领域，特别是涉及一种浮石混凝土冻胀应力测试装置及方法、试件及制作方法。

背景技术

我国有将近20％的国土面积属于冻土区，温度常年在0℃以下。在常年低温的冻土条件下，浮石混凝土孔隙水冻结时未冻水迁移产生的静水压力比普通混凝土更小，同时它的多孔特性也意味着有更多的孔隙水冻结从而提供更高的强度增量。冻土区浮石混凝土冻胀力和冻胀变形产生的原因主要是冻土区往往具有较大的冻结深度，且冻土含水率较高，浸入混凝土后在低温条件下，混凝土内的孔隙水从液态变为固态，体积增大产生在试件内部产生冻胀力并产生冻胀变形。变为固态的孔隙水中断了毛细孔和集料孔的连续性，降低了潜在的脆弱区域和应力集中区，从而浮石混凝土的抗压强度得到显著提升。

我国浮石资源丰富，以浮石为骨料，制备满足工程需求的轻质高强浮石混凝土已广泛的应用在冻土区的工程项目中。在恶劣的冻土区环境中，若能直接的进行混凝土试件内部冻胀应力的测定，省去其数据转换的环节并尽可能减少测定装置结构的复杂度，则可保证测定浮石混凝土结构内部的冻胀力数据的准确度和便捷度，对浮石混凝土抗压强度的增长规律的研究工作以及减少相关试验的操作难度起着至关重要的作用。

目前对于冻胀力领域的测试装置大多应用于土工试验领域，公开号为CN209588972U的专利，公开了一种土体冻胀力测试；公开号为CN207215736U的专利，公开了一种土体冻胀量、融沉变形量与冻胀力联合测定装置，它们都是应用于冻土区土体横向或竖向冻胀力测试，但其对于低温下混凝土内部孔隙水的冻胀力测试的可操作性不强。科研人员也选择通过位移传感器测量冻胀量，公开号为CN111551638A的专利，公开了一种低温饱和岩石冻融波速与变形实时测量方法，再套入冻胀力转换模型，然而目前对于这种转换并没有统一的理论模型做支撑，其数据的准确性和可靠度都难以得到保证。除此之外，大部分测量冻胀力的传统装置结构较为复杂，有一定的操作难度。

因此，如何改变现有技术中，低温条件下浮石混凝土冻胀应力测试操作难度较大的现状，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种浮石混凝土冻胀应力测试装置及方法、试件及制作方法，以解决上述现有技术存在的问题，提高浮石混凝土冻胀应力检测便捷性。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种浮石混凝土冻胀应力测试用试件，包括基体部、辅助杆、应变片、保护套，所述基体部由浮石混凝土制成，所述应变片设置于所述辅助杆上，所述保护套套装于所述辅助杆的外部并覆盖所述应变片，所述基体部环绕所述辅助杆和所述保护套设置，所述基体部浇筑制成，所述应变片连接有导线，所述导线远离所述应变片的一端由所述基体部中引出。

优选地，所述辅助杆与所述基体部同轴设置，所述应变片与所述辅助杆的两径向端面之间的距离相等。

优选地，所述基体部为长方体结构，所述辅助杆为钢筋，所述保护套为PVC管。

优选地，所述保护套与所述辅助杆之间填充有保护层，所述保护层由环氧树脂材质制成。